DE102019216468A1

DE102019216468A1 - Leistungswandlungskabelvorrichtung

Info

Publication number: DE102019216468A1
Application number: DE102019216468.4A
Authority: DE
Inventors: Shinji Ichikawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2020-04-30
Also published as: JP2020072496A; CN111098731A; US20200130521A1

Abstract

Eine Leistungswandlungskabelvorrichtung (100A) enthält: einen Stecker (110), der einen Anschluss (T11, T12) aufweist, der mit einem AC-Ausgang verbindbar ist; einen DC-Stecker (130), der einen Anschluss (T21, T22) aufweist, der mit einem DC-Eingang eines Fahrzeugs verbindbar ist; ein Kabel (120), das den Stecker und den DC-Verbinder verbindet; ein Abnormitätserfassungsmodul (U1); und eine AC/DC-Wandlungsschaltung (23). Das Abnormitätserfassungsmodul (U1) ist ausgelegt, eine Abnormität eines Stromes an einem Erfassungspunkt (D1) zu erfassen. Die AC/DC-Wandlungsschaltung (23) ist auf der Seite des Anschlusses (T21, T22) in Bezug auf den Erfassungspunkt (D1) angeordnet und ausgelegt, AC-Leistung, die von der Seite des Anschlusses (T11, T12) eingegeben wird, in DC-Leistung umzuwandeln und die DC-Leistung an die Seite des Anschlusses (T21, T22) auszugeben.

Description

Diese nicht provisorische Anmeldung basiert auf der am 29. Oktober 2018 beim Japanischen Patentamt eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-202863 , deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme darauf enthalten ist.
Hintergrund
Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungswandlungskabelvorrichtung.
Beschreibung des Stands der Technik
In den vergangenen Jahren wurden im Hinblick auf die Erhaltung der Umwelt elektrisch angetriebene Fahrzeuge (beispielsweise Elektrofahrzeuge oder Plug-In-Hybridfahrzeuge), die hauptsächlich durch elektrische Leistung bzw. elektrische Energie angetrieben werden, vermehrt verwendet. Derartige Fahrzeuge enthalten einen Eingang, der ausgelegt ist, elektrische Leistung bzw. elektrische Energie, die von einer Energiespeiseeinrichtung zugeführt wird, zu empfangen, um eine an einem Fahrzeug montierte Batterie mit der elektrischen Leistung, die durch den Eingang empfangen wird, zu laden. Wenn ein Verbinder bzw. Stecker eines Ladekabels der Energiespeiseeinrichtung mit dem Eingang des Fahrzeugs verbunden ist, kann dem Eingang des Fahrzeugs elektrische Leistung bzw. elektrische Energie von der Energiespeiseeinrichtung über das Ladekabel zugeführt werden.
Ein AC-Leistungszufuhrverfahren (im Folgenden als „AC-Verfahren“ bezeichnet) und ein DC-Leistungszufuhrverfahren (im Folgenden als „DC-Verfahren“ bezeichnet) sind als Hauptenergiespeiseverfahren bekannt. Ein normales Ladegerät und ein Schnellladegerät sind als Hauptenergiespeiseeinrichtungen bekannt. Das AC-Verfahren wird in dem normalen Ladegerät verwendet, und das DC-Verfahren wird in dem Schnellladegerät verwendet. Ein normales Ladegerät mit elektrischem Ausgang enthält einen elektrischen Ausgang für AC-Leistung bzw. AC-Energie (im Folgenden als „AC-Ausgang“ bezeichnet). Ein Ladekabel, das einen Stecker an einem Ende enthält und einen Verbinder an dem anderen Ende enthält, wird in dem normalen Ladegerät mit elektrischem Ausgang verwendet. Der Stecker des Ladekabels wird mit dem AC-Ausgang des normalen Ladegerätes verbunden, und der Verbinder des Ladekabels wird mit einem Eingang für AC-Leistung (im Folgenden als „AC-Eingang“ bezeichnet) eines Fahrzeugs verbunden.
Die an einem Fahrzeug montierte Batterie kann auch mit elektrischer Leistung bzw. elektrischer Energie geladen werden, die von einem Haushalts-AC-Ausgang ausgegeben wird. Die JP 2010 - 110 055 A offenbart beispielsweise ein Ladekabel, das einen Stecker enthält, der mit einem Haushalts-AC-Ausgang (genauer gesagt mit einem elektrischen Ausgang einer Einphasen-Wechselspannung von 100 V, die an einer Außenwand eines Hauses bereitgestellt wird) verbindbar ist.
Zusammenfassung
Ein Verbinder des Ladekabels, das in der JP 2010 - 110 055 beschrieben ist, wird mit einem AC-Eingang eines Fahrzeugs verbunden. Daher kann das Ladekabel, das in der JP 2010 - 110 055 A beschrieben ist, nicht für ein Fahrzeug verwendet werden, das keinen AC-Eingang enthält. Die weitverbreitete Verwendung eines Fahrzeugs, das nur einen Eingang für DC-Leistung (im Folgenden als „DC-Eingang“ bezeichnet) enthält, wird in der Zukunft erwartet. Im Folgenden wird ein Fahrzeug, das nur einen DC-Eingang enthält, als „DC-gebundenes Fahrzeug“ bezeichnet. Allgemein ist eine Energiespeiseeinrichtung, die für das DC-Verfahren ausgelegt ist, groß und schwierig in einem Haus anzuordnen. Daher ist es notwendig, für die oben beschriebene Zukunft ein neues Werkzeug bzw. Gerät für das DC-gebundene Fahrzeug herzustellen, dem elektrische Leistung von dem AC-Ausgang zuzuführen ist.
Die vorliegende Erfindung entstand, um das oben beschriebene Problem zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leistungswandlungskabelvorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, dass einem Fahrzeug, das nur einen DC-Eingang enthält, elektrische Leistung bzw. elektrische Energie von einem AC-Ausgang zugeführt wird, und die in der Lage ist, eine Abnormität eines Stromes während einer elektrischen Energiezufuhr bzw. Leistungszufuhr zu erfassen.
Eine Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: einen Stecker, der einen AC-Anschluss aufweist, der mit einem elektrischen Ausgang für AC-Leistung (AC-Ausgang) verbindbar ist; einen DC-Verbinder, der einen DC-Anschluss aufweist, der mit einem Eingang für DC-Leistung eines Fahrzeugs verbindbar ist; ein Kabel, das den Stecker und den DC-Verbinder verbindet; einen Abnormitätsdetektor; und eine Leistungswandlungsschaltung. Der Abnormitätsdetektor ist ausgelegt, eine Abnormität eines Stroms an einem Erfassungspunkt zwischen dem AC-Anschluss und dem DC-Anschluss zu erfassen. Die Leistungswandlungsschaltung ist auf der DC-Anschlussseite in Bezug auf den Erfassungspunkt angeordnet und ausgelegt, AC-Leistung, die von der AC-Anschlussseite eingegeben wird, in DC-Leistung umzuwandeln und die DC-Leistung an die DC-Anschlussseite auszugeben.
Die oben beschriebene Leistungswandlungskabelvorrichtung kann die AC-Leistung, die von dem AC-Ausgang ausgegeben wird, an dem Stecker empfangen. Dann kann die AC-Leistung, die an dem Stecker empfangen wird, durch die oben beschriebene Leistungswandlungsschaltung in die DC-Leistung umgewandelt werden. Außerdem ist der DC-Verbinder mit dem DC-Eingang des Fahrzeugs verbindbar. Daher kann ein Fahrzeug, das nur einen DC-Eingang enthält, unter Verwendung der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung elektrische Leistung von dem AC-Ausgang erhalten. Die Leistungswandlungskabelvorrichtung kann die AC-Leistung, die von dem AC-Ausgang ausgegeben wird, in die DC-Leistung umwandeln und dem Fahrzeug die DC-Leistung zuführen. Außerdem kann der oben beschriebene Abnormitätsdetektor in der Leistungswandlungskabelvorrichtung eine Abnormität des Stroms während einer elektrischen Leistungszufuhr erfassen.
Da der AC-Ausgang elektrische Leistung, die von einer Leistungszufuhr bzw. Leistungsversorgung zugeführt wird, ausgibt, entspricht die Steckerseite der Stromaufseite (Seite nahe bei der Leistungszufuhr), und die DC-Verbinderseite entspricht der Stromabseite (Seite von der Leistungszufuhr entfernt) in der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung. Der Abnormitätsdetektor erfasst eine Abnormität des Stroms stromab des Erfassungspunktes. Der Abnormitätsdetektor kann beispielsweise die Abnormität des Stroms auf der Grundlage eines Zustands des Stroms, der von der Stromabseite zu der Stromaufseite fließt, erfassen. In der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung ist der Erfassungspunkt des Abnormitätsdetektors stromauf (auf der Steckerseite) der Leistungswandlungsschaltung angeordnet, und somit kann der Abnormitätsdetektor die Abnormität des Stroms in einem großen Bereich erfassen.
In der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung kann der Abnormitätsdetektor enthalten: einen Stromsensor, der ausgelegt ist, den Strom an dem Erfassungspunkt zu erfassen; einen Schalter, der ausgelegt ist, ein Leiten und Unterbrechen bzw. Trennen eines Stromes zwischen dem AC-Anschluss und der Leistungswandlungsschaltung zu schalten; und eine Steuerung, die ausgelegt ist, den Schalter zu steuern. Die Steuerung kann ausgelegt sein, den Schalter in einen geöffneten Zustand zu bringen, wenn unter Verwendung eines Ergebnisses einer Erfassung durch den Stromsensor bestimmt wird, dass der Strom an dem Erfassungspunkt eine Abnormität aufweist.
Gemäß der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung wird beispielsweise der Strom durch den Schalter unterbrochen, wenn die Abnormität des Stroms während der elektrischen Leistungszufuhr zu dem Fahrzeug auftritt. Als Ergebnis kann eine Schaltung auf der Leistungsempfangsseite (beispielsweise eine elektronische Schaltung des Fahrzeugs) geeignet geschützt werden.
In der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung kann der Abnormitätsdetektor in einem Gehäuse des Steckers untergebracht sein. Die Leistungswandlungsschaltung kann in einem Gehäuse des DC-Verbinders untergebracht sein.
Wenn ein Zwischenteil des Kabels in der Leistungswandlungskabelvorrichtung schwer zu verwenden ist, besteht die Tendenz, dass die Leistungswandlungskabelvorrichtung unhandlich ist. Diesbezüglich sind in der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung der Abnormitätsdetektor und die Leistungswandlungsschaltung in Abschnitten (dem Stecker und dem DC-Verbinder) angeordnet, die nicht das Kabel sind. Daher kann die Unhandlichkeit der Leistungswandlungskabelvorrichtung, die durch Hinzufügen des Abnormitätsdetektors und der Leistungswandlungsschaltung bewirkt wird, verringert werden.
In der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung können der Abnormitätsdetektor und die Leistungswandlungsschaltung in einem bzw. demselben Gehäuse des Steckers untergebracht sein.
In der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung sind der Abnormitätsdetektor und die Leistungswandlungsschaltung in einem einzelnen Gehäuse angeordnet. Daher kann durch Bereitstellen einer Leistungszufuhr bzw. Leistungsversorgung (d.h. einer Leistungszufuhr gemeinsam für den Abnormitätsdetektor und die Leistungswandlungsschaltung) in dem Gehäuse elektrische Leistung zum Ansteuern des Abnormitätsdetektors und der Leistungswandlungsschaltung gesichert werden. Außerdem sind in der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung der Abnormitätsdetektor und die Leistungswandlungsschaltung in dem Gehäuse des Steckers untergebracht. Daher befindet sich der AC-Anschluss nahe bei dem Abnormitätsdetektor und der Leistungswandlungsschaltung. Somit kann bei einer Konfiguration, bei der die elektrische Leistung zum Ansteuern des Abnormitätsdetektors und der Leistungswandlungsschaltung von der elektrischen Leistung, die von dem AC-Ausgang in den AC-Anschluss eingegeben wird, gewährleistet wird, eine Verdrahtung bzw. Verkabelung zum Ziehen der elektrischen Leistung in den Abnormitätsdetektor und die Leistungswandlungsschaltung vereinfacht werden.
In der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung können der Abnormitätsdetektor und die Leistungswandlungsschaltung in einem Gehäuse des DC-Verbinders untergebracht sein.
In der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung sind der Abnormitätsdetektor und die Leistungswandlungsschaltung in dem Gehäuse des DC-Verbinders untergebracht, und somit kann die Größe des Steckers einfach verringert werden. Da der Stecker der Leistungswandlungskabelvorrichtung in seiner Größe verringert werden kann, kann die Leistungswandlungskabelvorrichtung für viele AC-Ausgänge ausgelegt werden (und außerdem für verschiedene Infrastrukturen).
In der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung kann ein Gehäuse, das ausgelegt ist, den Abnormitätsdetektor und die Leistungswandlungsschaltung unterzubringen, auf halbem Weg entlang des Kabels angeordnet sein.
In der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung sind der Abnormitätsdetektor und die Leistungswandlungsschaltung in Abschnitten (entlang des Kabels) angeordnet, die nicht der Stecker und der DC-Verbinder sind. Daher können als Stecker und als DC-Verbinder ein vorhandener Stecker (beispielsweise ein Stecker, der in einem allgemeinen Ladekabel verwendet wird, das für das AC-Verfahren ausgelegt ist) und ein vorhandener DC-Verbinder (beispielsweise ein Verbinder, der in einem allgemeinen Ladekabel verwendet wird, das für das DC-Verfahren ausgelegt ist) verwendet werden wie sie sind. Die Verwendung von vorhandenen Komponenten führt zu einer Verringerung der Kosten.
In der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung kann der Abnormitätsdetektor in einem Gehäuse des Steckers untergebracht sein. Ein Gehäuse, das ausgelegt ist, die Leistungswandlungsschaltung unterzubringen, kann auf halbem Weg entlang des Kabels angeordnet sein.
In der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung sind der Abnormitätsdetektor und die Leistungswandlungsschaltung in Abschnitten angeordnet, die nicht der DC-Verbinder sind. Daher kann als DC-Verbinder ein vorhandener DC-Verbinder (beispielsweise ein Verbinder, der in einem allgemeinen Ladekabel verwendet wird, das für das DC-Verfahren ausgelegt ist) verwendet werden wie er ist. Die Verwendung einer vorhandenen Komponente führt zu einer Verringerung der Kosten. Da der Abnormitätsdetektor in dem Stecker montiert ist und die Leistungswandlungsschaltung entlang des Kabels montiert ist, kann eine übermäßige Erhöhung der Größe des Steckers oder eines Zwischenteils des Kabels verhindert werden.
In der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung kann ein Gehäuse, das ausgelegt ist, den Abnormitätsdetektor unterzubringen, auf halbem Weg entlang des Kabels angeordnet sein. Die Leistungswandlungsschaltung kann in einem Gehäuse des DC-Verbinders untergebracht sein.
Das oben beschriebene Gehäuse (Gehäuse, das den Abnormitätsdetektor unterbringt), das entlang des Kabels angeordnet ist, kann durch eine CCID-Box (CCID: Ladeschaltungsunterbrechungsvorrichtung) implementiert werden, die in einem allgemeinen Ladekabel verwendet wird, das für das AC-Verfahren ausgelegt ist. Als Stecker kann ein vorhandener Stecker (beispielsweise ein Stecker, der in einem allgemeinen Ladekabel verwendet wird, das für das AC-Verfahren ausgelegt ist) verwendet werden wie er ist. Die Verwendung der vorhandenen Komponenten, wie sie oben beschrieben sind, führt zu einer Verringerung der Kosten.
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen deutlich.
Figurenliste

1 zeigt ein Erscheinungsbild einer Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 stellt eine interne Konfiguration der Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dar.
3 zeigt Details einer AC/DC-Wandlungsschaltung der 2.
4 stellt eine interne Konfiguration einer Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform dar.
5 stellt eine interne Konfiguration einer Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform dar.
6 zeigt ein Erscheinungsbild einer Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 stellt eine interne Konfiguration der Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform dar.
8 stellt eine interne Konfiguration einer Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform dar.
9 stellt eine interne Konfiguration einer Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform dar.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genauer mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen dieselben oder entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden, wobei deren Beschreibung nicht wiederholt wird.
Erste Ausführungsform
1 zeigt ein Erscheinungsbild einer Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 1 enthält die Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Stecker 110, einen DC-Verbinder 130 und ein Kabel 120, das den Stecker 110 und den DC-Verbinder 130 verbindet. Es kann ein bekanntes flexibles Kabel, das in einem allgemeinen Ladekabel verwendet wird, als Kabel 120 verwendet werden.
Der Stecker 110 ist mit einem elektrischen Ausgang für AC-Leistung (AC-Ausgang) verbindbar. Beispiele des AC-Ausgangs enthalten einen AC-Ausgang eines normalen Ladegerätes oder einen Haushalts-AC-Ausgang. Der Haushalts-AC-Ausgang ist mit einer Systemleistungszufuhr bzw. Systemstromquelle über einen Schaltungsunterbrecher verbunden. Die Systemleistungszufuhr ist eine AC-Leistungszufuhr (beispielsweise eine Einphasen-AC-Leistungszufuhr, die eine Spannung von 100 V oder 200 V aufweist), der elektrische Leistung von einem Energienetz (beispielsweise einem Energienetz, das von einer Energiefirma bereitgestellt wird) zugeführt wird.
Der DC-Verbinder 130 ist mit einem Eingang für DC-Leistung (DC-Eingang) eines Fahrzeugs verbindbar. Beispiele des DC-Eingangs des Fahrzeugs enthalten DC-Eingänge, die für verschiedene Typen von Energiespeiseverfahren ausgelegt sind (beispielsweise ein CHAdeMO-Verfahren, ein CCS-Verfahren (CCS: kombiniertes Ladesystem) und ein GB/T-Verfahren).
2 stellt eine interne Konfiguration einer Leistungswandlungskabelvorrichtung 100A gemäß der ersten Ausführungsform dar.
In 2 weist der Stecker 110 ein Gehäuse B1 und ein Abnormitätserfassungsmodul U1 auf, das in dem Gehäuse B1 untergebracht ist. Der Stecker 110 weist außerdem Anschlüsse T11 bis T13 auf. Die Anschlüsse T11 bis T13 liegen von einer Oberfläche des Gehäuses B1 frei. Wenn der Stecker 110 in den AC-Ausgang eingeführt ist, sind die Anschlüsse T11, T12 und T13 des Steckers 110 mit einem stromführenden Anschluss (HOT-Anschluss bzw. HEIß-Anschluss), einem stromrückführenden Anschluss (COLD-Anschluss bzw. KALT-Anschluss) und einem Masseanschluss des AC-Ausgangs (und außerdem der AC-Leistungszufuhr) jeweils verbunden. Die Anschlüsse T11 und T12 sind mit jeweiligen Stromleitungen PL1 und PL2 in dem Gehäuse B1 verbunden, und der Anschluss T13 ist mit einer Masseleitung GL in dem Gehäuse B1 verbunden. Die Anschlüsse T11 und T12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform entsprechen einem Beispiel eines jeweiligen „AC-Anschlusses“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das Kabel 120 weist einen Mantel (Außenumhüllung) SH auf, und die Stromleitungen PL1 und PL2 und die Masseleitung GL sind in dem Mantel SH untergebracht. Die Stromleitungen PL1 und PL2 und die Masseleitung GL erstrecken sich über den Stecker 110, das Kabel 120 und den DC-Verbinder 130.
Der DC-Verbinder 130 weist ein Gehäuse B2 und ein Leistungswandlungsmodul U2 auf, das in dem Gehäuse B2 untergebracht ist. Der DC-Verbinder 130 weist außerdem Anschlüsse T21 und T22 auf. Die Anschlüsse T21 und T22 liegen von einer Oberfläche des Gehäuses B2 frei. Wenn der DC-Verbinder 130 mit dem DC-Eingang des Fahrzeugs verbunden ist, sind die Anschlüsse T21 und T22 des DC-Verbinders 130 mit entsprechenden Anschlüssen des DC-Eingangs des Fahrzeugs elektrisch verbunden. Als Ergebnis kann die elektrische Leistung, die an die Anschlüsse T21 und T22 ausgegeben wird, dem Fahrzeug (und außerdem einer an dem Fahrzeug montierten Batterie) zugeführt werden. Die Anschlüsse T21 und T22 entsprechen einem positiven Anschluss (P-Anschluss) und einem negativen Anschluss (N-Anschluss) und sind mit den jeweiligen Stromleitungen PL1 und PL2 in dem Gehäuse B2 verbunden. Die Anschlüsse T21 und T22 gemäß der vorliegenden Ausführungsform entsprechen einem Beispiel eines jeweiligen „DC-Anschlusses“ der vorliegenden Erfindung.
Das Abnormitätserfassungsmodul U1 enthält eine Steuerung 11 und eine Leistungszufuhrschaltung 12, und das Leistungswandlungsmodul U2 enthält eine Steuerung 21 und eine Leistungszufuhrschaltung 22. Die Leistungszufuhrschaltungen 12 und 22 sind ausgelegt, Ansteuerleistung (d.h. elektrische Leistung zum Betreiben der Steuerungen) an die jeweiligen Steuerungen 11 und 21 zu liefern.
Jede der Steuerungen 11 und 21 enthält einen Prozessor, eine Speichervorrichtung und einen Eingabe/Ausgabe-Port (sämtliche sind nicht gezeigt). Eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) kann beispielsweise als Prozessor verwendet werden. Die Speichervorrichtung enthält einen RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff), der ausgelegt ist, zeitweilig Daten zu speichern, und einen Speicher (beispielsweise einen ROM (Nur-Lese-Speicher) und einen beschreibbaren nichtflüchtigen Speicher), der ausgelegt ist, verschiedene Arten von Informationen zu sichern. Zusätzlich zu Programmen, die in den verschiedenen Arten von Steuerungen verwendet werden, werden auch verschiedene Parameter, die in den Programmen verwendet werden, in dem Speicher im Voraus gespeichert. Der Prozessor führt die Programme, die in der Speichervorrichtung gespeichert sind, aus, und dadurch werden die verschiedenen Arten von Steuerungen durchgeführt. Die verschiedenen Arten von Steuerungen können nicht nur mittels Software, sondern auch mittels zugehöriger Hardware (elektronische Schaltung) durchgeführt werden.
Die Leistungszufuhrschaltungen 12 und 22 sind ausgelegt, die Ansteuerleistung der Steuerungen 11 und 21 unter Verwendung von AC-Leistung, die von den Stromleitungen PL1 und PL2 zugeführt wird, zu erzeugen und die erzeugte Ansteuerleistung den jeweiligen Steuerungen 11 und 21 zuzuführen. Jede der Leistungszufuhrschaltungen 12 und 22 enthält beispielsweise eine AC/DC-Wandlungsschaltung. Die Leistungszufuhrschaltungen 12 und 22 sind ausgelegt, die AC-Leistung, die von den Stromleitungen PL1 und PL2 zugeführt wird, in DC-Leistung umzuwandeln, die zur Ansteuerung der Steuerungen 11 und 21 geeignet ist.
Das Abnormitätserfassungsmodul U1 enthält zusätzlich zu der Steuerung 11 und der Leistungszufuhrschaltung 12 außerdem Schalter 13 und 14 sowie Stromsensoren 15 und 16. Das Abnormitätserfassungsmodul U1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform entspricht einem Beispiel eines „Abnormitätsdetektors“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Schalter 13 und 14 sind in den jeweiligen Stromleitungen PL1 und PL2 angeordnet. Die Schalter 13 und 14 sind ausgelegt, ein Leiten und Trennen bzw. Unterbrechen eines Stroms zwischen den Anschlüssen T11 und T12 des Steckers 110 und einer AC/DC-Wandlungsschaltung 23 in dem Gehäuse B2 des DC-Verbinders 130 zu schalten. Ein Zustand (geschlossener Zustand (leitender Zustand) oder geöffneter Zustand (Trennzustand bzw. Unterbrechungszustand)) der Schalter 13 und 14 wird von der Steuerung 11 gesteuert. Es kann beispielsweise ein jeweiliges elektromagnetisches mechanisches Relais als Schalter 13 und 14 verwendet werden. Es kann jedoch auch ein jeweiliges Halbleiterrelais, das als „SSR (Festkörperrelais)“ bezeichnet wird, als Schalter 13 und 14 verwendet werden. Beispiele des Halbleiterrelais enthalten ein Relais, das aus einem Thyristor, einem Triac oder einem Transistor (beispielsweise IGBT, MOSFET oder Bipolartransistor) ausgebildet ist.
Die Stromsensoren 15 und 16 sind ausgelegt, einen jeweiligen Strom, der durch die Stromleitungen PL1 und PL2 fließt, zu erfassen. Die Stromsensoren 15 und 16 sind an einem vorgegebenen Erfassungspunkt D1 angeordnet und ausgelegt, den Strom an dem Erfassungspunkt D1 zu erfassen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Erfassungspunkt D1 in der Nähe der Schalter 13 und 14 (genauer gesagt auf der Seite der Anschlüsse T21 und T22 in Bezug auf die Schalter 13 und 14) in dem Gehäuse B1 angeordnet.
Das Leistungswandlungsmodul U2 enthält zusätzlich zu der Steuerung 21 und der Leistungszufuhrschaltung 22 außerdem die AC/DC-Wandlungsschaltung 23. Die AC/DC-Wandlungsschaltung 23 ist auf der Seite der Anschlüsse T21 und T22 in Bezug auf die Stromsensoren 15 und 16 (und außerdem den Erfassungspunkt D1) angeordnet. Die AC/DC-Wandlungsschaltung 23 gemäß der vorliegenden Ausführungsform entspricht einem Beispiel einer „Leistungswandlungsschaltung“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt Details der AC/DC-Wandlungsschaltung 23. Gemäß 3 enthält die AC/DC-Wandlungsschaltung 23 eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung (PFC-Schaltung) 231, eine Isolierschaltung 232 und eine Gleichrichterschaltung 233. Die PFC-Schaltung 231 enthält eine Gleichrichterschaltung 231a und einen Inverter 231b. Die Isolierschaltung 232 ist ein Isoliertransformator, der eine erste Spule 232a und eine zweite Spule 232b enthält.
Die Gleichrichterschaltung 231a ist ausgelegt, die eingegebene AC-Leistung gleichzurichten und zu verstärken. Genauer gesagt enthält die Gleichrichterschaltung 231a zwei Paare oberer und unterer Arme, zwei Spulen und einen Glättungskondensator. In jedem Paar oberer und unterer Arme enthält der obere Arm eine Diode, und der untere Arm enthält ein Schaltelement. Das Schaltelement des unteren Arms wird von der Steuerung 21 gesteuert. Jedes Schaltelement, das in der Gleichrichterschaltung 231a enthalten ist, wird von der Steuerung 21 gesteuert, und somit dient die Gleichrichterschaltung 231a als eine Boost-Chopper-Schaltung.
Der Inverter 231 b ist eine Vollbrückenschaltung, die vier Schaltelemente enthält. Jedes Schaltelement wird von der Steuerung 21 gesteuert. Jedes Schaltelement, das in dem Inverter 231b enthalten ist, wird von der Steuerung 21 gesteuert, und die DC-Leistung, die von der Gleichrichterschaltung 231a in den Inverter 231b eingegeben wird, wird dadurch in Hochfrequenz-AC-Leistung umgewandelt.
In der Isolierschaltung 232 ist eine zweite Spule 232b auf der Seite der Anschlüsse T11 und T12 (Seite der PFC-Schaltung 231) in Bezug auf eine erste Spule 232a angeordnet. Die Gleichrichterschaltung 233 ist mit der ersten Spule 232a der Isolierschaltung 232 über eine elektrische Leitung verbunden, und die PFC-Schaltung 231 ist mit der zweiten Spule 232b der Isolierschaltung 232 über eine elektrische Leitung verbunden.
Die erste Spule 232a und die zweite Spule 232b sind elektrisch voneinander isoliert. Ein elektrischer Strompfad auf der Seite der Anschlüsse T11 und T12 (Seite der PFC-Schaltung 231) in Bezug auf die zweite Spule 232b und ein elektrischer Strompfad auf der Seite der Anschlüsse T21 und T22 (Seite der Gleichrichterschaltung 233) in Bezug auf die erste Spule 232a sind durch die Isolierschaltung 232 elektrisch voneinander isoliert. Die Isolierschaltung 232 verstärkt eine AC-Spannung, die an die zweite Spule 232b angelegt wird, und gibt die verstärkte AC-Spannung an die erste Spule 232a aus.
Die Gleichrichterschaltung 233 ist eine Diodenbrückenschaltung, die vier Dioden enthält. Die Gleichrichterschaltung 233 ist ausgelegt, die AC-Leistung, die von der ersten Spule 232a der Isolierschaltung 232 zugeführt wird, in DC-Leistung umzuwandeln.
Mit Bezug auf 2 ist die AC/DC-Wandlungsschaltung 23 wie oben beschrieben ausgebildet (siehe 3) und ist somit ausgelegt, eine AC/DC-Wandlung (Wandlung von AC nach DC) der AC-Leistung, die von den Anschlüssen T11 und T12 eingegeben wird, durchzuführen und DC-Leistung an die Anschlüsse T21 und T22 auszugeben. Die Konfiguration der AC/DC-Wandlungsschaltung 23 ist nicht auf die in 3 gezeigte Konfiguration beschränkt. Die AC/DC-Wandlungsschaltung 23 kann beispielsweise eine Gleichrichterschaltung sein, die keine Isolierschaltung enthält.
In dem Abnormitätserfassungsmodul U1 bestimmt die Steuerung 11 unter Verwendung eines Erfassungsergebnisses der Stromsensoren 15 und 16, ob der Strom an dem Erfassungspunkt D1 eine Abnormität aufweist. In der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100A entspricht die Seite der Anschlüsse T11 und T12 der Stromaufseite (Seite nahe bei der Leistungszufuhr), und die Seite der Anschlüsse T21 und T22 entspricht der Stromabseite (Seite von der Leistungszufuhr entfernt). Das oben beschriebene Erfassungsergebnis der Stromsensoren 15 und 16 gibt die Abnormität des Stroms stromab des Erfassungspunktes D1 an. Die Steuerung 11 kann beispielsweise bestimmen, dass eine Abnormität des Stroms (genauer gesagt ein Leckstrom) auftritt, wenn ein Gleichgewichtszustand des Stroms, der durch den Erfassungspunkt D1 fließt, gestört ist. Die Steuerung 11 kann außerdem bestimmen, dass eine Abnormität des Stroms (genauer gesagt ein Überstrom) auftritt, wenn ein übermäßiger Strom an dem Erfassungspunkt D1 erfasst wird. In der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100A gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Erfassungspunkt D1 in dem Gehäuse B1 des Steckers 110 (d.h. stromauf der AC/DC-Wandlungsschaltung 23) angeordnet, und somit kann die Abnormität des Stroms in einem breiten Bereich, der das Kabel 120 und den DC-Verbinder 130 umfasst, erfasst werden.
In dem Abnormitätserfassungsmodul U1 ist die Steuerung 11 ausgelegt, die Schalter 13 und 14 in den geöffneten Zustand zu bringen, wenn unter Verwendung des Erfassungsergebnisses der Stromsensoren 15 und 16 bestimmt wird, dass der Strom an dem Erfassungspunkt D1 eine Abnormität aufweist. Wenn die Abnormität des Stroms während der elektrischen Leistungszufuhr zu dem Fahrzeug auftritt, wird daher beispielsweise der Strom durch die Schalter 13 und 14 unterbrochen. Als Ergebnis kann eine Schaltung auf der Leistungsempfangsseite (beispielsweise eine elektronische Schaltung des Fahrzeugs) geeignet geschützt werden.
Wie es oben beschrieben wurde, kann die Leistungswandlungskabelvorrichtung 100A gemäß der vorliegenden Ausführungsform die AC-Leistung, die von dem AC-Ausgang ausgegeben wird, an dem Stecker 110 empfangen. Dann kann die AC-Leistung, die an dem Stecker 110 empfangen wird, durch die AC/DC-Wandlungsschaltung 23 in DC-Leistung umgewandelt werden. Außerdem ist der DC-Verbinder 130 mit dem DC-Eingang des Fahrzeugs verbindbar. Daher kann ein Fahrzeug, das nur einen DC-Eingang enthält (DC-gebundenes Fahrzeug), unter Verwendung der oben beschriebenen Leistungswandlungskabelvorrichtung 100A elektrische Leistung von dem AC-Ausgang erhalten. Die Leistungswandlungskabelvorrichtung 100A kann die AC-Leistung, die von dem AC-Ausgang ausgegeben wird, in DC-Leistung umwandeln und dem Fahrzeug die DC-Leistung zuführen. Außerdem kann das oben beschriebene Abnormitätserfassungsmodul U1 in der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100A die Abnormität des Stroms während der elektrischen Leistungszufuhr erfassen.
Das Abnormitätserfassungsmodul U1 ist in dem Gehäuse B1 des Steckers 110 untergebracht. Das Leistungswandlungsmodul U2 (und außerdem die AC/DC-Wandlungsschaltung 23) ist in dem Gehäuse B2 des DC-Verbinders 130 untergebracht.
Wenn ein Zwischenteil des Kabels 120 in der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100A schwer zu verwenden ist, wird die Leistungswandlungskabelvorrichtung 110A unhandlich. Wenn der Zwischenteil des Kabels 120 schwer ist, ist es insbesondere schwierig, die Leistungswandlungskabelvorrichtung 100A zu tragen bzw. zu befördern oder den DC-Verbinder 130 mit dem DC-Eingang des Fahrzeugs zu verbinden. In der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100A gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind das Abnormitätserfassungsmodul U1 und das Leistungswandlungsmodul U2 nicht in dem Kabel 120 angeordnet. Daher kann eine Unhandlichkeit der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100A, die durch Hinzufügen des Abnormitätserfassungsmoduls U1 und des Leistungswandlungsmoduls U2 verursacht wird, verringert werden.
Im Allgemeinen ist der DC-Eingang des Fahrzeugs an einer Position angeordnet, die höher als diejenige des AC-Ausgangs ist. In der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100A gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die AC/DC-Wandlungsschaltung 23 in dem Gehäuse B2 des DC-Verbinders 130 angeordnet, und somit taucht die AC/DC-Wandlungsschaltung 23 weniger wahrscheinlich in Wasser ein. Da eine Schaltungskonfiguration des Abnormitätserfassungsmoduls U1 einfacher als diejenige der AC/DC-Wandlungsschaltung 23 ausgebildet ist, weist das Abnormitätserfassungsmodul U1 eine bessere Wasserfestigkeit als die AC/DC-Wandlungsschaltung 23 auf.
Zweite Ausführungsform
Eine Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben. Da die zweite Ausführungsform viele Merkmal der ersten Ausführungsform aufweist, werden hauptsächlich die Unterschiede beschrieben, und die gemeinsamen Merkmale werden nicht wiederholt beschrieben.
Die Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform weist ebenfalls die Konfiguration mit dem in 1 gezeigten Erscheinungsbild auf. Die interne Konfiguration der Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von derjenigen der ersten Ausführungsform. 4 stellt eine interne Konfiguration einer Leistungswandlungskabelvorrichtung 100B gemäß der zweiten Ausführungsform dar.
In 4 enthält die Leistungswandlungskabelvorrichtung 100B den Stecker 110, das Kabel 120 und den DC-Verbinder 130. Der Stecker 110 weist das Gehäuse B1 auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein integriertes Modul U3 in dem Gehäuse B1 anstelle des Abnormitätserfassungsmoduls U1 (2) untergebracht. Das Leistungswandlungsmodul U2 (2) ist nicht in dem Gehäuse B2 des DC-Verbinders 130 untergebracht. Das Kabel 120 weist den Mantel SH und die Stromleitungen PL1 und PL2 auf, die in dem Mantel SH untergebracht sind. Die Stromleitungen PL1 und PL2 sind derart geführt, dass sie sich über den Stecker 110, das Kabel 120 und den DC-Verbinder 130 erstrecken.
Das integrierte Modul U3 enthält eine Steuerung 31 und eine Leistungszufuhrschaltung 32. Die Steuerung 31 weist dieselbe Hardwarekonfiguration wie die Steuerungen 11 und 21 der ersten Ausführungsform auf. D.h., die Steuerung 31 enthält ebenfalls einen Prozessor und eine Speichervorrichtung (beide sind nicht gezeigt). Die Leistungszufuhrschaltung 32 ist ausgelegt, Ansteuerungsleistung der Steuerung 31 unter Verwendung von AC-Leistung zu erzeugen, die von den Stromleitungen PL1 und PL2 zugeführt wird, und der Steuerung 31 die erzeugte Ansteuerleistung zuzuführen. Die Leistungszufuhrschaltung 32 enthält beispielsweise eine AC/DC-Wandlungsschaltung. Die Leistungszufuhrschaltung 32 ist ausgelegt, die AC-Leistung, die von den Stromleitungen PL1 und PL2 zugeführt wird, in DC-Leistung umzuwandeln, die zur Ansteuerung der Steuerung 31 geeignet ist.
Das integrierte Modul U3 enthält zusätzlich zu der Steuerung 31 und der Leistungszufuhr 32 außerdem Schalter 33 und 34, Stromsensoren 35 und 36 sowie eine AC/DC-Wandlungsschaltung 37. Ein Zustand (geschlossener Zustand (leitender Zustand) oder geöffneter Zustand (Trennzustand bzw. Unterbrechungszustand)) der Schalter 33 und 34 wird von der Steuerung 31 gesteuert. Schalter ähnlich wie die oben beschrieben Schalter 13 und 14 (2) können als Schalter 33 und 34 verwendet werden. Außerdem kann eine Schaltung ähnlich wie die oben beschriebene AC/DC-Wandlungsschaltung 23 (siehe beispielsweise 3) als AC/DC-Wandlungsschaltung 37 verwendet werden.
Die Schalter 33 und 34 sind in den jeweiligen Stromleitungen PL1 und PL2 angeordnet. Die Schalter 33 und 34 sind ausgelegt, ein Leiten und Unterbrechen bzw. Trennen eines Stroms zwischen den Anschlüssen T11 und T12 und der AC/DC-Wandlungsschaltung 37 zu schalten. Die Stromsensoren 35 und 36 sind ausgelegt, einen Strom zu erfassen, der durch die jeweiligen Stromleitungen PL1 und PL2 fließt. Die Stromsensoren 35 und 36 sind an einem vorgegebenen Erfassungspunkt D2 angeordnet und ausgelegt, den Strom an dem Erfassungspunkt D2 zu erfassen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Erfassungspunkt D2 in der Nähe der Schalter 33 und 34 (genauer gesagt zwischen den Schaltern 33 und 34 und der AC/DC-Wandlungsschaltung 37) in dem Gehäuse B1 angeordnet. Die AC/DC-Wandlungsschaltung 37 ist auf der Seite der Anschlüsse T21 und T22 in Bezug auf die Stromsensoren 35 und 36 (und außerdem den Erfassungspunkt D2) angeordnet und ausgelegt, AC-Leistung, die von der Seite der Anschlüsse T11 und T12 eingegeben wird, in DC-Leistung umzuwandeln und die DC-Leistung an die Seite der Anschlüsse T21 und T22 auszugeben.
In dem integrierten Modul U3 ist die Steuerung 31 ausgelegt, eine Abnormität des Stroms an dem Erfassungspunkt D2 unter Verwendung eines Erfassungsergebnisses der Stromsensoren 35 und 36 zu erfassen. Außerdem ist die Steuerung 31 ausgelegt, die Schalter 33 und 34 in den geöffneten Zustand zu bringen, wenn unter Verwendung des Erfassungsergebnisses der Stromsensoren 35 und 36 bestimmt wird, dass der Strom an dem Erfassungspunkt D2 eine Abnormität aufweist (d.h. ein Leckstrom oder ein Überstrom). Wenn die Abnormität des Stroms während der elektrischen Leistungszufuhr zu dem Fahrzeug auftritt, wird daher beispielsweise der Strom durch die Schalter 33 und 34 unterbrochen. Als Ergebnis kann eine Schaltung auf der Leistungsempfangsseite (beispielsweise eine elektronische Schaltung des Fahrzeugs) geeignet geschützt werden.
Die Steuerung 31, die Schalter 33 und 34 und die Stromsensoren 35 und 36 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bilden ein Beispiel eines „Abnormitätsdetektors“ gemäß der vorliegenden Erfindung. Die AC/DC-Wandlungsschaltung 37 gemäß der vorliegenden Ausführungsform entspricht einem Beispiel einer „Leistungswandlungsschaltung“ gemäß der vorliegenden Erfindung. D.h., das integrierte Modul U3 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält sowohl den „Abnormitätsdetektor“ als auch die „Leistungswandlungsschaltung“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie es oben beschrieben wurde, kann die Leistungswandlungskabelvorrichtung 100B gemäß der vorliegenden Ausführungsform die AC-Leistung, die von dem AC-Ausgang ausgegeben wird, in DC-Leistung umwandeln und dem Fahrzeug die DC-Leistung zuführen. Außerdem kann das oben beschriebene integrierte Modul U3 die Abnormität des Stromes während der elektrischen Leistungszufuhr erfassen.
Außerdem ist das integrierte Modul U3 in der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100B in dem Gehäuse B1 des Steckers 110 untergebracht. Daher liegen die Anschlüsse T11 und T12 nahe bei dem integrierten Modul U3. Daher kann eine Verdrahtung bzw. Verkabelung zum Ziehen der elektrischen Leistung, die von dem AC-Ausgang in die Anschlüsse T11 und T12 eingegeben wird, in das integrierte Modul U3 vereinfacht werden.
Dritte Ausführungsform
Im Folgenden wird eine Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Da die dritte Ausführungsform viele Merkmale der zweiten Ausführungsform aufweist, werden hauptsächlich die Unterschiede beschrieben, und die Beschreibung der gemeinsamen Merkmale wird nicht wiederholt.
Die Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform weist ebenfalls die Konfiguration mit dem in 1 gezeigten Erscheinungsbild auf. Die interne Konfiguration der Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von derjenigen der zweiten Ausführungsform. 5 stellt eine interne Konfiguration einer Leistungswandlungskabelvorrichtung 100C gemäß der dritten Ausführungsform dar.
In 5 enthält die Leistungswandlungskabelvorrichtung 100C den Stecker 110, das Kabel 120 und den DC-Verbinder 130. In der vorliegenden Ausführungsform ist das integrierte Modul U3 in dem Gehäuse B2 des DC-Verbinders 130 und nicht in dem Gehäuse B1 des Steckers 110 untergebracht.
In dem integrierten Modul U3 in dem Gehäuse B2 sind die Stromsensoren 35 und 36 an einem vorgegebenen Erfassungspunkt D3 angeordnet und ausgelegt, einen Strom an dem Erfassungspunkt D3 zu erfassen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Erfassungspunkt D3 in der Nähe der Schalter 33 und 34 (genauer gesagt zwischen den Schaltern 33 und 34 und der AC/DC-Wandlungsschaltung 37) in dem Gehäuse B2 angeordnet. Die Steuerung 31 ist ausgelegt, die Schalter 33 und 34 in einen geöffneten Zustand zu bringen, wenn unter Verwendung eines Erfassungsergebnisses der Stromsensoren 35 und 36 bestimmt wird, dass der Strom an dem Erfassungspunkt D3 eine Abnormität (beispielsweise ein Leckstrom oder ein Überstrom) aufweist. Die AC/DC-Wandlungsschaltung 37 ist auf der Seite der Anschlüsse T21 und T22 in Bezug auf den Erfassungspunkt D3 angeordnet und ausgelegt, AC-Leistung, die von der Seite der Anschlüsse T11 und T12 eingegeben wird, in DC-Leistung umzuwandeln und die DC-Leistung an die Seite der Anschlüsse T21 und T22 auszugeben.
Eine Systemleistungszufuhr wird häufig als allgemeiner AC-Ausgang verwendet, und viele AC-Ausgänge sind als Infrastrukturen vorhanden. Daher unterliegt der Stecker 110, der mit dem AC-Ausgang verbunden ist, strengeren Anforderungen hinsichtlich der Größe und der Gestalt als der DC-Verbinder 130. Diesbezüglich ist das integrierte Modul U3 in der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100C gemäß der vorliegenden Ausführungsform in dem Gehäuse B2 des DC-Verbinders 130 angeordnet. Daher kann die Größe des Steckers 110 verringert werden. Da die Größe des Steckers 110 der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100C verringert werden kann, kann die Leistungswandlungskabelvorrichtung 100C für viele AC-Ausgänge (und außerdem für verschiedene Infrastrukturen) ausgelegt werden.
Vierte Ausführungsform
Im Folgenden wird eine Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Da die vierte Ausführungsform viele Merkmale der zweiten Ausführungsform aufweist, werden hauptsächlich die Unterschiede beschrieben, und die Beschreibung der gemeinsamen Merkmale wird nicht wiederholt.
6 zeigt ein Erscheinungsbild der Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß 6 enthält die Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Stecker 110, den DC-Verbinder 130 und das Kabel 120, das den Stecker 110 und den DC-Verbinder 130 verbindet. Das Kabel 120 enthält jedoch ein AC-seitiges Kabel 121, eine Steuerungs-Box 122 und ein DC-seitiges Kabel 123. Es kann ein bekanntes flexibles Kabel, das in einem allgemeinen Ladekabel verwendet wird, jeweils als AC-seitiges Kabei 121 und als DC-seitiges Kabel 123 verwendet werden. Das AC-seitige Kabel 121 und die Steuerungs-Box 122 sind über einen Verbindungsabschnitt C1 miteinander verbunden, und die Steuerungs-Box 122 und das DC-seitige Kabel 123 sind über einen Verbindungsabschnitt C2 miteinander verbunden. Die Verbindungsabschnitte C1 und C2 können entfernbar sein oder können integriert (d.h. nicht entfernbar) sein.
7 stellt eine interne Konfiguration der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100D gemäß der vierten Ausführungsform dar.
Gemäß 7 enthält die Leistungswandlungskabelvorrichtung 100D den Stecker 110, das AC-seitige Kabel 121, die Steuerungs-Box 122, das DC-seitige Kabel 123 und den DC-Verbinder 130. Die Steuerungs-Box 122 weist ein Gehäuse B3 auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist das integrierte Modul U3 in dem Gehäuse B3 der Steuerungs-Box 122 und nicht in dem Gehäuse B1 der Steuerungs-Box 122 angeordnet. Das AC-seitige Kabel 121 weist einen Mantel SH1 auf, und die Stromleitungen PL1 und PL2 und die Masseleitung GL sind in dem Mantel SH1 untergebracht. Das DC-seitige Kabel 123 weist einen Mantel SH2 auf, und die Stromleitungen PL1 und PL2 sind in dem Mantel SH2 untergebracht. Die Stromleitungen PL1 und PL2 sind derart geführt, dass sie sich über den Stecker 110, das Kabel 120 und den DC-Verbinder 130 erstrecken.
In dem integrierten Modul U3 in dem Gehäuse B3 sind die Stromsensoren 35 und 36 an einem vorgegebenen Erfassungspunkt D4 angeordnet und ausgelegt, einen Strom an dem Erfassungspunkt D4 zu erfassen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Erfassungspunkt D4 in der Nähe der Schalter 33 und 34 (genauer gesagt zwischen den Schaltern 33 und 34 und der AC/DC-Wandlungsschaltung 37) in dem Gehäuse B3 angeordnet. Die Steuerung 31 ist ausgelegt, die Schalter 33 und 34 in einen geöffneten Zustand zu bringen, wenn unter Verwendung eines Erfassungsergebnisses der Stromsensoren 35 und 36 bestimmt wird, dass der Strom an dem Erfassungspunkt D4 eine Abnormität (beispielsweise ein Leckstrom oder ein Überstrom) aufweist. Die AC/DC-Wandlungsschaltung 37 ist auf der Seite der Anschlüsse T21 und T22 in Bezug auf den Erfassungspunkt D4 angeordnet und ausgelegt, AC-Leistung, die von der Seite der Anschlüsse T11 und T12 eingegeben wird, in DC-Leistung umzuwandeln und die DC-Leistung an die Seite der Anschlüsse T21 und T22 auszugeben.
In der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100D gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Steuerungs-Box 122 sozusagen auf halbem Weg bzw. entlang eines Teils des Kabels 120 angeordnet, und das integrierte Modul U3 ist in dem Gehäuse B3 der Steuerungs-Box 122 untergebracht. Daher können als Stecker 110 und als DC-Verbinder 130 ein vorhandener Stecker (beispielsweise ein Stecker, der in einem allgemeinen Ladekabel verwendet wird, das für das AC-Verfahren ausgelegt ist) und ein vorhandener DC-Verbinder (beispielsweise ein Verbinder, der in einem allgemeinen Ladekabel verwendet wird, das für das DC-Verfahren ausgelegt ist) jeweils verwendet werden wie sie sind. Die Verwendung der vorhandenen Komponenten führt zu einer Verringerung der Kosten.
Die Steuerungs-Box 122 in der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100D kann an einer Wand montierbar ausgebildet sein. Das Gehäuse B3 der Steuerungs-Box 122 weist beispielsweise einen Aufbau zur Anbringung an einer Wandmontagehalterung auf. Dadurch, dass die Steuerungs-Box 122 an der Wand montierbar ist, ist die Leistungswandlungskabelvorrichtung 100D einfach zu handhaben. Außerdem kann eine mechanische Belastung der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100D aufgrund eines Gewichtes der Steuerungs-Box 122 verringert werden.
Fünfte Ausführungsform
Im Folgenden wird eine Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Da die fünfte Ausführungsform viele Merkmale der vierten Ausführungsform aufweist, werden hauptsächlich die Unterschiede beschrieben, und die Beschreibung der gemeinsamen Merkmale wird nicht wiederholt.
Die Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform weist die Konfiguration mit dem in 6 gezeigten Erscheinungsbild auf. Die interne Konfiguration der Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von derjenigen der vierten Ausführungsform. 8 stellt eine interne Konfiguration der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100E gemäß der fünften Ausführungsform dar.
In 8 enthält die Leistungswandlungskabelvorrichtung 100E den Stecker 110, das AC-seitige Kabel 121, die Steuerungs-Box 122, das DC-seitige Kabel 123 und den DC-Verbinder 130. In der vorliegenden Ausführungsform werden das Abnormitätserfassungsmodul U1 und das Leistungswandlungsmodul U2 anstelle des integrierten Moduls U3 verwendet. Das Abnormitätserfassungsmodul U1 ist in dem Gehäuse B1 des Steckers 110 untergebracht, und das Leistungswandlungsmodul U2 ist in dem Gehäuse B3 der Steuerungs-Box 122 untergebracht. Die Konfiguration des Abnorm itätserfassungsmoduls U1 und des Leistungswandlungsmoduls U2 sind dieselben wie in der ersten Ausführungsform (siehe 2).
In dem Abnormitätserfassungsmodul U1 in dem Gehäuse B1 sind die Stromsensoren 15 und 16 an einem vorgegebenen Erfassungspunkt D5 angeordnet und ausgelegt, einen Strom an dem Erfassungspunkt D5 zu erfassen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Erfassungspunkt D5 in der Nähe der Schalter 13 und 14 (genauer gesagt auf der Seite der Anschlüsse T21 und T22 in Bezug auf die Schalter 13 und 14) in dem Gehäuse B1 angeordnet. Die Steuerung 11 ist ausgelegt, die Schalter 13 und 14 in einen geöffneten Zustand zu bringen, wenn unter Verwendung eines Erfassungsergebnisses der Stromsensoren 15 und 16 bestimmt wird, dass der Strom an dem Erfassungspunkt D5 eine Abnormität (beispielsweise ein Leckstrom oder ein Überstrom) aufweist. Außerdem ist die AC/DC-Wandlungsschaltung 23 in dem Leistungswandlungsmodul U2 in dem Gehäuse B3 auf der Seite der Anschlüsse T21 und T22 in Bezug auf den Erfassungspunkt D5 angeordnet und ausgelegt, AC-Leistung, die von der Seite der Anschlüsse T11 und T12 eingegeben wird, in DC-Leistung umzuwandeln und die DC-Leistung der Seite der Anschlüsse T21 und T22 zuzuführen.
In der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100E gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Abnormitätserfassungsmodul U1 in dem Gehäuse B1 des Steckers 110 untergebracht. Außerdem ist die Steuerungs-Box 122 entlang eines Teils des Kabels 120 angeordnet, und das Leistungswandlungsmodul U2 (und außerdem die AC/DC-Wandlungsschaltung 23) ist in dem Gehäuse B3 der Steuerungs-Box 122 untergebracht. Daher kann als DC-Verbinder 130 ein vorhandener DC-Verbinder (beispielsweise ein Verbinder, der in einem allgemeinen Ladekabel verwendet wird, das für das DC-Verfahren ausgelegt ist) verwendet werden wie er ist. Die Verwendung einer vorhandenen Komponente führt zu einer Verringerung der Kosten. Da das Abnormitätserfassungsmodul U1 in dem Stecker 110 montiert ist und das Leistungswandlungsmodul U2 in der Steuerungs-Box 122 montiert ist, kann eine übermäßige Erhöhung der Größe des Steckers 110 oder der Steuerungs-Box 122 verhindert werden.
Sechste Ausführungsform
Im Folgenden wird eine Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Da die sechste Ausführungsform viele Merkmale der fünften Ausführungsform aufweist, werden hauptsächlich die Unterschiede beschrieben, und die Beschreibung der gemeinsamen Merkmale wird nicht wiederholt.
Die Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform weist die Konfiguration mit dem in 6 gezeigten Erscheinungsbild auf. Die interne Konfiguration der Leistungswandlungskabelvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von derjenigen der fünften Ausführungsform. 9 stellt eine interne Konfiguration der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100F gemäß der sechsten Ausführungsform dar.
Gemäß 9 enthält die Leistungswandlungskabelvorrichtung 100F den Stecker 110, das AC-seitige Kabel 121, die Steuerungs-Box 122, das DC-seitige Kabel 123 und den DC-Verbinder 130. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Abnormitätserfassungsmodul U1 in dem Gehäuse B3 der Steuerungs-Box 122 untergebracht, und das Leistungswandlungsmodul U2 ist in dem Gehäuse B2 des DC-Verbinders 130 untergebracht. Die Stromleitungen PL1 und PL2 und die Masseleitung GL sind sowohl in dem Mantel SH1 des AC-seitigen Kabels 121 als auch in dem Mantel SH2 des DC-seitigen Kabels 123 untergebracht. Die Stromleitungen PL1 und PL2 und die Masseleitung GL sind derart geführt, dass sie sich über den Stecker 110, das Kabel 120 und den DC-Verbinder 130 erstrecken.
In dem Abnormitätserfassungsmodul U1 in dem Gehäuse B3 sind die Stromsensoren 15 und 16 an einem vorgegebenen Erfassungspunkt D6 angeordnet und ausgelegt, einen Strom an dem Erfassungspunkt D6 zu erfassen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Erfassungspunkt D6 in der Nähe der Schalter 13 und 14 (genauer gesagt auf der Seite der Anschlüsse T21 und T22 in Bezug auf die Schalter 13 und 14) in dem Gehäuse B3 angeordnet. Die Steuerung 11 ist ausgelegt, die Schalter 13 und 14 in einen geöffneten Zustand zu bringen, wenn unter Verwendung eines Erfassungsergebnisses der Stromsensoren 15 und 16 bestimmt wird, dass der Strom an dem Erfassungspunkt D6 eine Abnormität (beispielsweise Leckstrom oder Überstrom) aufweist. Außerdem ist die AC/DC-Wandlungsschaltung 23 in dem Leistungswandlungsmodul U2 in dem Gehäuse B2 auf der Seite der Anschlüsse T21 und T22 in Bezug auf den Erfassungspunkt D6 angeordnet und ausgelegt, AC-Leistung, die von der Seite der Anschlüsse T11 und T12 eingegeben wird, in DC-Leistung umzuwandeln und die DC-Leistung an die Seite der Anschlüsse T21 und T22 auszugeben.
In der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100F gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Leistungswandlungsmodul U2 (und außerdem die AC/DC-Wandlungsschaltung 23) in dem Gehäuse B2 des DC-Verbinders 130 untergebracht. Außerdem ist die Steuerungs-Box 122 entlang eines Teils des Kabels 120 angeordnet, und das Abnormitätserfassungsmodul U1 ist in dem Gehäuse B3 der Steuerungs-Box 122 untergebracht. Ein Stecker und eine CCID-Box, die in einem allgemeinen Ladekabel verwendet werden, das für das AC-Verfahren ausgelegt ist, können als Stecker 110 und Steuerungs-Box 122 verwendet werden. Die Verwendung von vorhandenen Komponenten, wie es oben beschrieben ist, führt zu einer Verringerung der Kosten.
Der Verbindungsabschnitt C2 (6), der die Steuerungs-Box 122 und das DC-seitige Kabel 123 in der Leistungswandlungskabelvorrichtung 100F verbindet, kann entfernbar sein, und ein Abschnitt (DC-seitiges Kabel 123 und DC-Verbinder 130) auf der Seite des DC-Verbinders 130 in Bezug auf den Verbindungsabschnitt C2 kann dadurch als eine Aufnahmehalterung oder Ähnliches ausgebildet sein. Als Abschnitt (Stecker 110, AC-seitiges Kabel 121 und Steuerungs-Box 122) auf der Seite des Steckers 110 in Bezug auf den Verbindungsabschnitt C2 kann ein vorhandenes Ladekabel (beispielsweise ein Kabel, das mit einer CCID-Box ausgerüstet ist) verwendet werden wie es ist.
Weitere Ausführungsformen
Die Erfassungspunkte (beispielsweise Erfassungspunkte D1 bis D6) für die Erfassung der Abnormität des Stroms können geeignet geändert werden, solange wie die Erfassungspunkte auf der Seite des DC-Anschlusses (beispielsweise Anschlüsse T21 und T22) in Bezug auf die Leistungswandlungsschaltung (beispielsweise AC/DC-Wandlungsschaltung 23, 37) angeordnet sind. Die Erfassungspunkte zur Erfassung der Abnormität des Stroms können beispielsweise auf der Stromaufseite in Bezug auf die Schalter 13 und 14 (oder die Schalter 33 und 34) angeordnet sein.
In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wird, wenn eine Abnormität des Stroms an dem Erfassungspunkt erfasst wird, der Strom durch den Schalter (beispielsweise den Schalter 13, 14, 33, 34) unterbrochen. Ein Prozess nach der Erfassung der Abnormität ist jedoch nicht auf das Unterbrechen des Stroms beschränkt.
Die Leistungswandlungskabelvorrichtung kann beispielsweise eine Benachrichtigungsvorrichtung (nicht gezeigt) enthalten. Beispiele der Benachrichtigungsvorrichtung enthalten eine Anzeigevorrichtung, einen Lautsprecher und eine Leuchte. Die Leistungswandlungskabelvorrichtung kann ausgelegt sein, eine Meldung hinsichtlich des Auftretens der Abnormität auszugeben, wenn die Abnormität des Stromes an dem Erfassungspunkt erfasst wird. Es kann ein beliebiger Benachrichtigungsprozess verwendet werden. Die Meldung kann durch eine Anzeige (beispielsweise durch Buchstaben oder ein Bild) auf der Anzeigevorrichtung oder kann mittels Schall (einschließlich Sprache) über den Lautsprecher oder durch Aufleuchten einer Leuchte (einschließlich Blitzen bzw. Blinken) bereitgestellt werden.
Die Leistungswandlungskabelvorrichtung kann außerdem ausgelegt sein, das Auftreten einer Abnormität aufzuzeichnen, wenn eine Abnormität des Stroms an dem Erfassungspunkt erfasst wird. Das Auftreten einer Abnormität kann beispielsweise in einer Aufzeichnungsvorrichtung durch Wechseln bzw. Setzen eines Wertes eines Diagnose-Flags (On-Board-Diagnostik) in der Aufzeichnungsvorrichtung der Leistungswandlungskabelvorrichtung von null auf eins aufgezeichnet werden.
In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wird die elektrische Leistung zur Ansteuerung der Steuerung 11, 21, 31 durch die elektrische Leistung gewährleistet bzw. gesichert, die von dem AC-Ausgang in die Anschlüsse T11 und T12 eingegeben wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es kann eine Energiespeichervorrichtung (beispielsweise Batterie) in dem Gehäuse, in dem die Steuerung untergebracht ist, als eine Leistungszufuhr für die Steuerung angeordnet sein.
Während oben Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist es selbstverständlich, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen nur beispielhaft sind und nicht einschränkend zu verstehen sind. Der Bereich der vorliegenden Erfindung wird durch die Ansprüche definiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018202863 [0001]
JP 2010110055 A [0005, 0006]
JP 2010110055 [0006]

Claims

Leistungswandlungskabelvorrichtung, die aufweist: einen Stecker (110), der einen AC-Anschluss (T11, T12) aufweist, der mit einem elektrischen Ausgang für AC-Leistung verbindbar ist; einen DC-Verbinder (130), der einen DC-Anschluss (T21, T22) aufweist, der mit einem Eingang für DC-Leistung eines Fahrzeugs verbindbar ist; ein Kabel (120), das den Stecker und den DC-Verbinder verbindet; einen Abnormitätsdetektor (U1, U3), der ausgelegt ist, eine Abnormität eines Stroms an einem Erfassungspunkt (D1 bis D6) zwischen dem AC-Anschluss und dem DC-Anschluss zu erfassen; und eine Leistungswandlungsschaltung (23, 37), die auf der Seite des DC-Anschlusses in Bezug auf den Erfassungspunkt angeordnet ist und ausgelegt ist, AC-Leistung, die von der Seite des AC-Anschlusses eingegeben wird, in DC-Leistung umzuwandeln und die DC-Leistung an die Seite des DC-Anschlusses auszugeben.
Leistungswandlungskabelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abnorm itätsdetektor enthält: einen Stromsensor (15, 16, 35, 36), der ausgelegt ist, den Strom an dem Erfassungspunkt zu erfassen; einen Schalter (13, 14, 33, 34), der ausgelegt ist, ein Leiten und Unterbrechen eines Stroms zwischen dem AC-Anschluss und der Leistungswandlungsschaltung zu schalten; und eine Steuerung (11, 31), die ausgelegt ist, den Schalter zu steuern, und die Steuerung ausgelegt ist, den Schalter in einen geöffneten Zustand zu bringen, wenn unter Verwendung eines Erfassungsergebnisses des Stromsensors bestimmt wird, dass der Strom an dem Erfassungspunkt eine Abnormität aufweist.
Leistungswandlungskabelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Abnormitätsdetektor in einem Gehäuse (B1) des Steckers untergebracht ist, und die Leistungswandlungsschaltung in einem Gehäuse (B2) des DC-Verbinders untergebracht ist.
Leistungswandlungskabelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Abnormitätsdetektor und die Leistungswandlungsschaltung in einem Gehäuse (B1) des Steckers untergebracht sind.
Leistungswandlungskabelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Abnormitätsdetektor und die Leistungswandlungsschaltung in einem Gehäuse (B2) des DC-Verbinders untergebracht sind.
Leistungswandlungskabelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Gehäuse (B3), das ausgelegt ist, den Abnormitätsdetektor und die Leistungswandlungsschaltung unterzubringen, entlang eines Teils des Kabels angeordnet ist.
Leistungswandlungskabelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Abnormitätsdetektor in einem Gehäuse (B1) des Steckers untergebracht ist, und ein Gehäuse (B3), das ausgelegt ist, die Leistungswandlungsschaltung unterzubringen, entlang eines Teils des Kabels angeordnet ist.
Leistungswandlungskabelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Gehäuse (B3), das ausgelegt ist, den Abnormitätsdetektor unterzubringen, entlang eines Teils des Kabels angeordnet ist, und die Leistungswandlungsschaltung in einem Gehäuse (B2) des DC-Verbinders untergebracht ist.